什么情況下會(huì)導(dǎo)致鋰電池爆炸？

日常生活中，鋰電池幾乎隨處可見，已經(jīng)成為了人們不可或缺的一部分。經(jīng)?？吹揭恍╀囯姵匾鸬母鞣N安全事故，給人印象最深刻的莫過于鋰電池產(chǎn)生的爆炸、起火等現(xiàn)象，其實(shí)鋰電池的制作過程，及各材料的配比和電池的使用，都有可能引起鋰電池爆炸隱患。

1、鋰電池的使用：

a過充電：當(dāng)電壓超過4.2V以上時(shí)，電解液分解，產(chǎn)生大量氣體，電池內(nèi)壓升高，過充負(fù)極表面析鋰，電灑爆炸。

b高溫環(huán)境：高溫環(huán)境使用電池脹氣，電解液分解。

c保護(hù)系統(tǒng)失效外線路短路：用戶在使用時(shí)，外線路短路，造成電池爆炸。

d機(jī)械性的：刺穿碰撞造成電池短路爆炸。

2、刺穿同樣很危險(xiǎn)。

相比短路及過充來說，將鋰電池刺穿同樣是一個(gè)非常不明智的做法。如果鋰電池被任何硬物刺穿，其內(nèi)部的鋰離子會(huì)直接與空氣中的氧產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同樣會(huì)出現(xiàn)劇烈燃燒的現(xiàn)象。對(duì)于鋰電池本身或者其他內(nèi)部含有鋰電池的電子產(chǎn)品來說，通常我們都會(huì)看到醒目的垃圾桶標(biāo)志。如果隨意丟棄鋰電池不僅會(huì)造成環(huán)境的污染，而且在垃圾處理過程中也比較容易發(fā)生火災(zāi)等情況。

3、避免高溫及火烤高溫或者火燒同樣會(huì)導(dǎo)致鋰電池的爆炸和燃燒的現(xiàn)象出現(xiàn)。

尤其在炎熱的夏季或者長時(shí)間暴曬的車內(nèi)，都會(huì)導(dǎo)致鋰電池所處的環(huán)境溫度高于其正常存放溫度。所以在我們使用內(nèi)含鋰離子電池的設(shè)備時(shí)，應(yīng)該盡量避免在過高溫度的環(huán)境中長時(shí)間使用，雖然鋰電池在直接使用火烤的情況下，產(chǎn)生爆炸和燃燒的時(shí)間相對(duì)較長，不過仍然會(huì)出現(xiàn)其內(nèi)部壓力驟增的情況，也就是我們常說的鼓包。當(dāng)我們的手機(jī)電池或者其他鋰離子電池出現(xiàn)鼓包的情況，應(yīng)立即切斷電源并停止使用，以防止內(nèi)部壓力進(jìn)一步增加，并更換新電池。

3、鋰電池的設(shè)計(jì)

a正負(fù)極容量比：電池在使用的過程中，在不同程度都會(huì)有所破壞，那就要求負(fù)極的嵌鋰空間至始至終都要比正極的脫嵌的鋰離子空間大。如在設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮負(fù)極余量的大小，會(huì)造成析鋰，刺穿隔膜，造成短路。

b尺寸：電池的隔膜收縮與極片的寬度，當(dāng)隔膜收縮過大，極片會(huì)引起短路。

c放電電流：在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)產(chǎn)品的使用放電電流來設(shè)計(jì)極片的面密度壓實(shí)極耳類型等。當(dāng)面密度過大，壓實(shí)過高，極耳截面較小時(shí)，大電流放電，會(huì)產(chǎn)生析鋰，產(chǎn)生大量的熱造成電池爆炸。

d防爆結(jié)構(gòu)：當(dāng)電池內(nèi)壓達(dá)到一定的壓力時(shí)，進(jìn)行排氣減壓的功能防止電池殼體爆炸。目前采用的有刻痕防爆，排氣閥部件。

e保護(hù)系統(tǒng)：對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)過充過放過流短路。

產(chǎn)生電池爆炸一般有以下幾種情況：

1．過充爆炸

保護(hù)線路失控或檢測柜失控使充電電壓大于5V，造成電解液分解，電池內(nèi)部發(fā)生劇烈反應(yīng)，電池內(nèi)壓迅速上升，電池爆炸。

2．過流爆炸

保護(hù)線路失控或檢測柜失控使充電電流過大造成鋰離子來不及嵌入，而在極片表面形成鋰金屬，穿透隔膜，正負(fù)極直接短路造成爆炸（很少發(fā)生）。

3．超聲波焊塑料外殼時(shí)爆炸

超聲波焊塑料外殼時(shí)，由于設(shè)備原因使其超聲波能量轉(zhuǎn)移至電池芯上，超聲波能量很大使電池內(nèi)部隔膜熔化，正負(fù)極直接短路，產(chǎn)生爆炸。

4．點(diǎn)焊時(shí)爆炸

點(diǎn)焊時(shí)電流過大造成內(nèi)部嚴(yán)重短路產(chǎn)生爆炸，另外，點(diǎn)焊時(shí)正極連接片直接與負(fù)極相聯(lián)，使正負(fù)極直接短路后爆炸。

5．過放爆炸

電池過放電或過流放電（3C以上）容易使負(fù)極銅箔溶解沉積到隔膜上使正負(fù)極直接短路產(chǎn)生爆炸（很少發(fā)生）。

6．振動(dòng)跌落時(shí)爆炸

電芯在劇烈振動(dòng)或跌落時(shí)造成的電芯內(nèi)部極片錯(cuò)位，直接嚴(yán)重短路而爆炸（很少發(fā)生）。

鋰電池芯過充到電壓高于4.2V后，會(huì)開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高，危險(xiǎn)性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于4.2V后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半，此時(shí)儲(chǔ)存格常會(huì)垮掉，讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過隔膜紙，使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因?yàn)樵谶^充過程，電解液等材料會(huì)裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。

4、保護(hù)電路失效或缺失。保護(hù)電路的功用是防止電池過充電、過放電以及超大電流對(duì)電芯造成破壞。在過充電狀態(tài)下，電池內(nèi)部會(huì)形成大電流、高溫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致電池漏液、電池內(nèi)部形成并積蓄氣體，從而引發(fā)電池爆炸或燃燒。
保護(hù)電路的工作原理是，當(dāng)電池電壓上升至設(shè)定數(shù)值時(shí)，停止充電；當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時(shí)，電池電壓下降至設(shè)定數(shù)值時(shí)，停止向負(fù)載供電；當(dāng)負(fù)載上有較大電流流過時(shí)，停止向負(fù)載放電。保護(hù)電路是基于大約數(shù)十個(gè)個(gè)電阻、電容，開關(guān)MOS管等電子元器件組成的電路，各個(gè)元器件都存在失效的可能性。目前，市場上普遍存在小作坊式的生產(chǎn)制造商，有些制造商所生產(chǎn)的鋰離子電池直接缺失保護(hù)電路。

5、來自制造企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。目前市場上銷售的各類民用家電類鋰電池，質(zhì)量品質(zhì)良莠不齊，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)通過具備權(quán)威第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)出具的安全認(rèn)證證書的鋰電池，其安全性才有可靠的保證。此類具備安全認(rèn)證的鋰電池，一般情況只會(huì)在極端環(huán)境條件下發(fā)生爆炸或燃燒。例如，按《鋰離子蓄電池總規(guī)范》
（QB/T2502-2000），鋰離子電池按標(biāo)準(zhǔn)充滿電后，中央與電極面垂直方向被穿透，放置6小時(shí)以上，不爆炸、不燃燒。